金剛石與石墨的關(guān)系

匿名用戶 | 2017-05-23 08:25

全部答案

（共1個(gè)回答）
  • 同素異形體
    同素異形體,是相同元素組成,不同形態(tài)的單質(zhì).如碳元素就有金鋼石、石墨、無定形碳等同素異形體.
    同素異形體由于結(jié)構(gòu)不同,彼此間物理性質(zhì)有差異；但由于是同種元素形成的單質(zhì),所以化學(xué)性質(zhì)相似.
    （1）碳的同素異形體有金剛石、石墨和碳60等富勒烯,它們的不同性質(zhì)是由微觀結(jié)構(gòu)的不同所決定的.
    金剛石呈正四面體空間網(wǎng)狀立體結(jié)構(gòu),碳原子之間形成共價(jià)鍵.當(dāng)切割或熔化時(shí),需要克服碳原子之間的共價(jià)鍵,金剛石是自然界已經(jīng)知道的物質(zhì)中硬度最大的材料,它的熔點(diǎn)高.上等無暇的金剛石晶瑩剔透,折光性好,光彩奪目,是人們喜愛的飾品,也是尖端科技不可缺少的重要材料.顆粒較小、質(zhì)量略為低劣的金剛石常用在普通工業(yè)方面,如用于制作儀器儀表軸承等精密元件、機(jī)械加工、地質(zhì)鉆探等.鉆石在磨、鋸、鉆、拋光等加工工藝中,是切割石料、金屬、陶瓷、玻璃等所不可缺少的；用金剛石鉆頭代替普通硬質(zhì)合金鉆頭,可大大提高鉆進(jìn)速度,降低成本；鑲嵌鉆石的牙鉆是牙科醫(yī)生得心應(yīng)手的工具；鑲嵌鉆石的眼科手術(shù)刀的刀口鋒利光滑,即使用1000倍的顯微鏡也看不到一點(diǎn)缺陷,是摘除眼睛內(nèi)白內(nèi)障普遍使用的利器.金剛石在機(jī)械、電子、光學(xué)、傳熱、軍事、航天航空、醫(yī)學(xué)和化學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景.
    石墨是片層狀結(jié)構(gòu),層內(nèi)碳原子排列成平面六邊形,每個(gè)碳原子以三個(gè)共價(jià)鍵與其它碳原子結(jié)合,同層中的離域電子可以在整層活動(dòng),層間碳原子以分子間作用力（范德華力）相結(jié)合.石墨是一種灰黑色、不透明、有金屬光澤的晶體.天然石墨耐高溫,熱膨脹系數(shù)小,導(dǎo)熱、導(dǎo)電性好,摩擦系數(shù)小.石墨被大量用來做電極、坩堝、電刷、潤滑劑、鉛筆等.具有層狀結(jié)構(gòu)的石墨在適當(dāng)條件下使某些原子或基團(tuán)插入層內(nèi)與C原子結(jié)合成石墨層間化合物.這些插入化合物的性質(zhì)基本上不改變石墨原有的層狀結(jié)構(gòu),但片層間的距離增加,稱為膨脹石墨,它具有天然石墨不具有的可繞性,回彈性等,可作為一種新型的工程材料,在石油化工、化肥、原子能、電子等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用.（2）碳60 1985年,美國德克薩斯洲羅斯大學(xué)的科學(xué)家們制造出了第三種形式的單質(zhì)碳C60,C60是由60個(gè)碳原子形成的封閉笼狀分子,形似足球,C60為黑色粉末,易溶于二硫化碳、苯等溶劑中.人們以建筑大師B.富勒的名字命名了這種形式的單質(zhì)碳,稱為富勒烯（fullarene）.這是因?yàn)楦焕赵O(shè)計(jì)了稱為球狀穹頂?shù)慕ㄖ?而某些富勒烯的結(jié)構(gòu)正好與其十分相似.C60曾又被稱足球烯、巴基球等,它屬于球碳族,這一類物質(zhì)的分子式可以表示為Cn,n為28到540之間的整數(shù)值,有C50、C70、C84、C240等,在這些分子中,碳原子與另外三個(gè)碳原子形成兩個(gè)單鍵和一個(gè)雙鍵,它們實(shí)際上是球形共軛烯.富勒烯分子由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),受到了廣泛的重視.人們發(fā)現(xiàn)富勒烯分子笼狀結(jié)構(gòu)具有向外開放的面,而內(nèi)部卻是空的,這就有可能將其他物質(zhì)引入到該球體內(nèi)部,這樣可以顯著地改變富勒烯分子的物理和化學(xué)性質(zhì).例如化學(xué)家已經(jīng)嘗試著往這些中空的物質(zhì)中加進(jìn)各種各樣的金屬,使之具有超導(dǎo)性,已發(fā)現(xiàn)C60和某些堿金屬化合得到的超導(dǎo)體其臨界溫度高于近年研究過的各種超導(dǎo)體,科學(xué)家預(yù)言C540有可能實(shí)現(xiàn)室溫超導(dǎo)；也有設(shè)想將某些藥物置入C60球體空腔內(nèi),成為緩釋型的藥物,進(jìn)入人體的各個(gè)部位.在單分子納米電子器件等方面有著廣泛的應(yīng)用前景,富勒烯已經(jīng)廣泛地影響到物理、化學(xué)、材料科學(xué)、生命及醫(yī)藥科學(xué)各領(lǐng)域.
    匿名用戶 | 2017-05-23 08:25

相關(guān)問題